FISIOLOGIA DE LA RESPIRACIÓN (Bases cuantitativas y Mecánica Pulmonar) Fabiola León-Velarde Dpto. de Ciencias Biológicas y Fisiológicas Laboratorio de Transporte de Oxígeno

ROL DEL SISTEMA RESPIRATORIO Primario: Transporte de O2 y de CO2. Secundario: 1. Equilibrio Ácido - Base 2. Protección (bacterias, trombos) 3. Regulación Hormonal: ECA, ON

Last update: 16/04/01

FACTORES FISICOS Y FISIOLOGICOS QUE INFLUYEN CADA PASO DE LA RESPIRACIÓN Medio Externo: PO2 inspirado Pulmones: ventilación, difusión y corto circuitos entre sangre arterial y venosa. Sangre: flujo sanguíneo, concentración y afinidad de la hemoglobina por el oxígeno. Tejidos: capilaridad Células: mioglobina, mitocondria y enzimas

STPD ATPS BTPS PV = nRT Si nR son constantes: P1 x V1 T1 P2 x V2 T2 = ATPS  STPD V2 x P2 x T1 T2 x P1 V1 = P2 = (760 mm Hg – PvH2O) T1 = temp. absoluta en oKelvin T2 = temp. ambiental en oKelvin P1 = 760 mm Hg

STPD ATPS BTPS PV = nRT Si nR son constantes: P1 x V1 T1 P2 x V2 T2 = V2 x P2 x T1 T2 x P1 V1 = V2 = volumen del espirómetro P2 = (760 mm Hg – PvH2O) T1 = temp. absoluta en oKelvin T2 = temp. ambiental en oKelvin P1 = (760 mm Hg - PvH2O en los pulmones – 47 mmHg)

PROCESOS FISICOS RESPONSABLES DE LA RESPIRACIÓN DIFUSIÓN: Es el movimiento de moléculas de un gas de una alta concentración a una baja concentración de acuerdo a sus presiones parciales individuales. CONVECCIÓN: Es el movimiento de un gas de una alta concentración a una baja concentración en función del movimiento del medio en que se encuentra dicho gas.

DIFUSIÓN Mg = M1 - M2 Mg = A x Dg . (Cext - Cint) E Mg = G . C  Mg = G .  . P PV = RTn  1 = n  1 = C =  RT VP RT P Mg = A x Dg x 1 x P E RT

CONVECCIÓN Mg = M1 - M2 Mg = (Ce . Ve) - (Cs . Vs) Mg = V . (Cext - Cint)  = C  C =  . P P Mg = V .  . P Mg = G . P Mg = At . Dg . P E

Mg = masa del gas A = área de superficie de la barrera de intercambio Dg = coeficiente de difusión del gas E = espesor de la barrera de intercambio DC = gradiente o diferencia de concentración G = conductancia de la barrera de intercambio o del medio b = coeficiente de capacitancia del medio DP = gradiente o diferencia de presión R = constante Universal de los gases T = temperatura n = número de moles V = volumen del medio

ELEMENTOS DE LA RESPIRACÓN Inspiración: Espiración: - Activa - Pasiva - Presión Negativa - Recogimiento - Expansión de elástico cavidad torácica y diafragma RESPIRACIÓN Anatomía: - Pared torácica Ley de Boyle: - Mús. Resp. -  presión - Diafragma -  volumen - Cav. Torácica (P1 x V1 = P2 x V2)

Músculos de la respiración Escalenos ECM Músculos Insp. Músculos esp.

Presiones pulmonares Presión Atmosférica PT Intrapleural PR Presión PL Presión PT Intrapleural PR Presión Alveolar PL = Presión Transpulmonar = P. Alveo. - P. Intrap. PT = Presión Transtorácica = P. Intrap. - P. Atm. PR = Presión Respiratoria = P. Alveo. - P. Atm.

PRESIONES durante el CICLO RESPIRATORIO Inspiración:  Espiración: Diafragma se contrae Fz. de retractibilidad  presión y  volumen Presión positiva PL = -3 - (-8) = +5 PL = +3 - (-5) = +8 +5 +8 -3 +3 -8 -5

INSPIRACIÓN Músculos respiratorios expanden la pared torácica. El diafragma desciende. Expansión de la caja toráxica.  presión intrapleural. Expansión los pulmones Entrada del flujo de aire.  presión alveolar. Entrada de flujo de aire.

ESPIRACIÓN Justo antes de la espiración: La presión alveolar es igual a la presión atmosférica. Luego: Recogimiento elástico de los pulmones. Presión alveolar es vuelve mayor que la presión atmosférica. Salida de flujo de aire.

Características ESTATICAS del pulmón: DISTENSIBILIDAD D =  volumen /  presión D = 0.2 L /cm H2O, para mover VT = 0.5 L, PL debe aumentar 2.5 cm H2O. En enfermedades obstructivas como asma, la distensibilidad aumenta.  distensibilidad,  presión y la tendencia de los pulmones al colapso es menor a igual volumen. En enfermedades restrictivas como fibrosis, la distensibilidad disminuye.  distensibilidad,  presión y la tendencia al colapso es mayor a igual volumen.

Características estáticas del pulmón: RETRACTIBILIDAD (“elastance”) E =  presión /  volumen (Ley de Hooke) Está dada por: Fz. Tisulares: elastina, colágeno, fibras contráctiles Fz. de superficie Estabilización Alveolar

Características estáticas del pulmón: RETRACTIBILIDAD Fz. de superficie: Ley de Laplace  Presión = 2TS (tensión superficial) colapsante r

Características estáticas del pulmón: RETRACTIBILIDAD Estabilización Alveolar: Surfactante pulmonar DPPC (dipalmitil fosfotidil colina): -  la tensión superficial alveolar (contrarresta la presión colapsante) -  diámetro alveolar -  fuerza de filtración ( el edema)